الترحيل الحراري: البناء والدائرة والعمل وتطبيقاتها

أ تناوب هو مفتاح يعمل بالكهرباء يستخدم لفتح وإغلاق الدوائر أو لعمل أو قطع التوصيلات الكهربائية بمجرد الحصول على إشارات كهربائية من مصادر خارجية. هذه مطلوبة عندما يكون العزل الكهربائي إلزاميًا في دوائر التحكم ، وإلا عند الحاجة إلى التحكم في الدوائر المختلفة بإشارة واحدة. هناك مختلف أنواع المرحلات متوفر في السوق ويتم استخدامه حسب التطبيق. لذلك ، فإن المرحل الحراري هو أحد أنواع المرحلات ، المستخدمة لتوفير أمان كامل ضد الطور الأحادي ، والجهد غير المتوازن والحمل الزائد. المرحلات الحرارية هي الحل الأمثل لتوفير الحماية للمحركات التي توفر أقصى درجات الانطلاق للمحرك الكهربائي أثناء الطور الأحادي والحمل الزائد. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على ملف مرحل حراري - العمل مع التطبيقات.

ما هو الترحيل الحراري؟

تعريف الترحيل الحراري هو ؛ يُعرف التتابع الذي يستخدم لتوفير الحماية الكهروميكانيكية للمحركات الكهربائية من التحميل الزائد وأيضًا سحب تيار الإدخال الشديد باسم الترحيل الحراري. توفر هذه المرحلات حماية كبيرة من الأضرار الكهربائية المستقرة في جميع الحالات الشاذة الكهربائية مثل الجهد الزائد وفشل المرحلة. يظهر رمز الترحيل الحراري أدناه.

بناء المرحلات الحرارية

بناء المرحل الحراري بسيط للغاية. تم إنشاء هذا التتابع بأجزاء مهمة مثل الشرائط ثنائية المعدن وملفات التسخين والتصوير المقطعي المحوسب ( محول الحالي ).

يوفر المحول الحالي (CT) في هذا التتابع ببساطة تدفق التيار إلى ملفات السخان. لذا فإن الطاقة الحرارية لملف السخان ستقوم بتسخين الشرائط ثنائية المعدن حيث يتم تصنيع هذه الشرائط باستخدام مواد مختلفة مثل الفولاذ وسبائك النيكل. تتمتع هذه المواد بأقصى مقاومة للفولاذ كما أنها خالية من التقادم من الحرارة.

في التتابع أعلاه ، يتم توصيل ذراع الكبد المعزول ببساطة بملف الرحلة من خلال الشرائط ثنائية المعدن والربيع. يتم تغيير إجهاد الزنبرك بمساعدة لوحة النموذج القطاعي.
بمجرد أن يصبح النظام في حالة التشغيل العادية ، سيظل الربيع مستقيماً. لذلك عند حدوث أي خطأ في النظام ، سيتم تسخين الزنبرك المعدني والانحناءات. ستتحرر شدة الربيع لرحلة ملامسات التتابع. لذا فإن جهة اتصال الترحيل ستنشط قالب دائرة الرحلة الذي تغلق فيه جهات اتصال قاطع الدائرة. لذلك ، يظل النظام آمنًا.

مبدأ عمل الترحيل الحراري

مبدأ عمل التتابع الحراري هو أنه كلما أ شريط ثنائي المعدن في الترحيل الحراري يتم تسخينه من خلال ملف تسخين ثم ينحني ويجعل اتصالات مفتوحة (NO) بشكل طبيعي.

بمجرد أن يعمل المحرك بشكل طبيعي ، فإن العنصر الحراري للترحيل الحراري لن ينتج حرارة كافية لتشغيل وظيفة الحماية وسيظل اتصاله المغلق عادة (NC) في حالة مغلقة. بمجرد تحميل المحرك الزائد ، سينتج العنصر الحراري في المرحل حرارة كافية لجعل وظيفة الحماية تعمل وسيتم قطع اتصاله المغلق عادة (NC) لجعل المحرك الكهربائي يفقد الطاقة في جميع أنحاء دائرة التحكم لحماية المحرك الكهربائي. بمجرد الانتهاء من استكشاف الأخطاء وإصلاحها ، يجب إعادة ضبط هذا المرحل قبل إعادة تشغيل المحرك الكهربائي.

بشكل عام ، يحتوي المرحل الحراري على شكلين لإعادة الضبط التلقائي واليدوي. يتم إكمال تحويل هذين النموذجين لإعادة الضبط ببساطة عن طريق تغيير برغي إعادة الضبط. بمجرد تصميم المرحل الحراري ، تقوم الشركة المصنعة عادةً بضبطه على حالة إعادة الضبط التلقائي. أثناء الاستخدام ، يعتمد ما إذا كان المرحل مضبوطًا على إعادة الضبط التلقائي أو حالة إعادة الضبط اليدوي بشكل أساسي على الحالة الخاصة لدائرة التحكم.

أنواع الترحيل الحراري

المرحلات الحرارية متوفرة بثلاثة أنواع من المعدن ثنائي المعدن ، والحالة الصلبة ، والتحكم في درجة الحرارة.

ثنائية المعدن الحرارية

يستخدم التتابع الحراري ثنائي المعدن شريطًا ثنائي المعدن لفتح جهات الاتصال ميكانيكيًا. يشتمل هذا الشريط على قطعتين معدنيتين ملتصقتين تزدادان بمعدلات مختلفة بمجرد تعرضهما للحرارة. بمجرد تسخينها سوف ينحني الشريط المعدنين. في هذا التتابع ، يتم توصيل الشريط ثنائي المعدن بالاتصال بنابض. بمجرد أن تتسبب الحرارة الزائدة في انحناء الشريط من التيار الزائد ويتم سحب الزنبرك ، يتم فصل جهات الاتصال في المرحل عن بعضها وتنقطع الدائرة. بمجرد أن يبرد الشريط ثم يعود إلى شكله الفعلي.

ترحيل الحالة الصلبة

مرحلات الحالة الصلبة لا تحتوي على أجزاء ميكانيكية أو متحركة. يقوم هذا المرحل ببساطة بحساب معلومات جهاز Thermal ترحيل الزائد ودرجة حرارة المحرك العادية عن طريق مراقبة تيارات بدايته وتشغيله. تعد هذه المرحلات أسرع مقارنة بالمرحلات الكهروميكانيكية وتتضمن أيضًا أوقات الرحلة ونقاط ضبط قابلة للتعديل لأنها غير قادرة على توليد شرارة ، لذلك تستخدم في البيئات غير المستقرة.

مرحلات التحكم في درجة الحرارة

تستخدم هذه الأنواع من المرحلات لاكتشاف درجة حرارة المحرك مباشرة باستخدام مسبار جهاز المقاومة الحراري ومقاوم الثرمستور المثبت في لف المحرك. بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة الاسمية لمسبار RTD ، تزداد مقاومته بسرعة. بعد ذلك ، يتم الكشف عن هذه الزيادة من خلال دائرة عتبة تفتح جهات اتصال التتابع.

ذوبان سبيكة التتابع

يشتمل مرحل حراري لسبائك الانصهار على ملف مسخن وسبائك سهل الانصهار وآلية لكسر الدائرة. باستخدام ملف السخان هذا ، سيقيس هذا التتابع درجة حرارة المحرك ببساطة عن طريق مراقبة التيار المسحوب.

رسم تخطيطي لدائرة الترحيل الحراري والعمل

يتم عرض دائرة الترحيل الحراري للحماية من الحمل الزائد أدناه والتي تُستخدم لتجنب حدوث عطل في المحرك. تشتمل دائرة حماية الحمل الزائد على فتيل ، وموصل ، ومرحل حراري ، وزر بدء ، وزر إيقاف.

عند استخدام المرحل الحراري لحماية المحرك من الحمل الزائد ، فإن العنصر الحراري للمرحل يتم توصيله ببساطة في سلسلة بلف الجزء الثابت للمحرك. يتم توصيل التلامس المغلق عادةً للترحيل الحراري ببساطة في سلسلة مع دائرة التحكم في موصل التيار المتردد

إذا كان محرك كهربائي تم تحميله بشكل زائد ، ثم سيزداد تدفق التيار داخل الملف ويزيد أيضًا تدفق التيار داخل العنصر الحراري للترحيل ، وتزداد درجة حرارة الصفيحة ثنائية المعدن أعلى ويزداد مستوى الانحناء. بعد ذلك ، يدفع جهة الاتصال NC لفصل وفصل دائرة ملف موصل التيار المتردد ، بحيث يقوم هذا الموصل بفصل مصدر الطاقة للمحرك الكهربائي ، وبالتالي ، سيتم حماية المحرك الكهربائي عن طريق التوقف.

وبالتالي ، يتم إيقاف تشغيل ملف موصل طاقة التيار المتردد ، ثم يتم إيقاف الاتصال الرئيسي لإيقاف المحرك الكهربائي M. أخيرًا ، سيتم التخلص من انهيار الحمل الزائد لحرق لف المحرك بشكل فعال. بمجرد إزالة فشل التحميل الزائد ، سيتم الضغط على زر إعادة ضبط الترحيل الحراري وزر البدء ST حتى يبدأ المحرك في العمل مرة أخرى.

كيفية اختيار الترحيل الحراري؟

تتمثل وظيفة المرحل الحراري في حماية المحرك الكهربائي من الحمل الزائد. للتأكد من أن المحرك الكهربائي يمكنه تحقيق الحماية الكافية والضرورية من الحمل الزائد ، يجب معرفة أداء المحرك تمامًا وتخصيصه بمرحل حراري مناسب لتحقيق الإعدادات المطلوبة. بشكل عام ، الشروط المتعلقة بالمحرك هي بداية التشغيل ، وبيئة العمل ، ونظام العمل ، وطبيعة الحمل ، وسعة التحميل الزائد المسموح بها ، إلخ.

يرتبط الاختيار الصحيح لهذا التتابع إلى حد كبير بعمل المحرك. بمجرد استخدام المرحل الحراري لحماية المحرك على المدى الطويل ، يتم اختياره بناءً على التيار المقنن للمحرك. على سبيل المثال ، قد تكون قيمة إعداد المرحل الحراري مكافئة لـ 0.95-1.05 مرة من التيار المقنن للمحرك وإلا فإن القيمة المتوسطة للتيار المضبوط للترحيل تكون مكافئة للتيار المقنن للمحرك وبعد ذلك يعدل.

بمجرد استخدام هذا التتابع لحماية محرك يتم تشغيله بشكل متكرر لفترة قصيرة ، فإن هذا التتابع يتمتع ببساطة بنطاق معين من المرونة. إذا كانت هناك عدة عمليات لكل ساعة ، فيجب تفضيل مرحل حراري بمحول تيار مع تشبع سريع.

بالنسبة لمحركات معينة تعمل بمراحل متكررة للأمام والخلف ON & OFF ، فليس من المناسب استخدام هذه المرحلات مثل أجهزة الحماية من الحمل الزائد. كبديل ، يتم استخدام مرحلات درجة الحرارة أو الثرمستورات في لفات المحركات لحمايتها.

يتمتع هذا المرحل بقدرة منخفضة على التحميل الزائد ، لذلك فهو مصمم بشكل أساسي للعمل تحت 6-7 مرات أكثر من تيار الحمل الكامل.

لا يتم استخدام هذا التتابع في ظروف قصر الدائرة. عندما يعزز تيار الدائرة القصيرة درجة حرارة الشريط ثنائي المعدن ، فسيتم إغلاق ملامسات الترحيل. لذلك يتم استخدام هذا التتابع بشكل أساسي بواسطة مرحل الدائرة القصيرة مع فتيل الحد الزمني فقط.

مزايا

تشمل مزايا المرحلات الحرارية ما يلي.

• المرحلات الحرارية لديها دقة أكبر.
• أنها تحمي المحركات الكهربائية من ارتفاع درجة الحرارة في نهاية المطاف. لذلك يمكن استخدامها بسهولة في محركات 1 و 3.
• يتم تثبيت هذه المرحلات بسهولة.
• يمكن تركيبها مباشرة بالمقاولين ويمكن تركيبها بسهولة على لوحة التشغيل باستخدام محولات السكك الحديدية.
• تم تجهيز بعض طرز الترحيل ببساطة من خلال أزرار اختيار فئة الرحلة الداخلية.
• تتوفر هذه المرحلات بوظائف إعادة الضبط التلقائي واليدوي لعمليات بسيطة.
• وهي تشمل زر اختبار داخلي يُستخدم لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
• هذه نشطة للغاية على نطاق واسع وقابل للتعديل من التيار.
• لديهم آلية خالية من الرحلات تستخدم للتشغيل الأمثل.
• وهي تشمل ميزات تعويض درجة الحرارة المستخدمة من أجل الأداء الدقيق.
• يمكن استخدامها بسهولة في أي مكان.

سلبيات

تشمل عيوب المرحلات الحرارية ما يلي.

• لا تأتي المرحلات الحرارية مع حماية ماس كهربائى على الرغم من أنها توفر حماية كهربائية.
• تشغيل معظم الأجهزة القائمة على الترحيل الحراري بطيء.
• لم يتم تصميم هذه بواسطة وظائف الفصل المباشر ولكن يجب استخدامها مع أجهزة الحماية والتبديل الكهربائية الأخرى لفصل الدائرة الحية.
• إنها تعمل على النحو الأمثل ضد الدوائر منخفضة المقاومة.
• عند استخدامها في دوائر الخدمة الشاقة ، فإنها لا تؤدي أداءً جيدًا دائمًا.
• هذه ليست قادرة على تحمل الاهتزازات والصدمات الكهربائية.
• لا تتوفر هذه المرحلات بتردد تحويل عالٍ ، لذا فهي تحتاج في كثير من الأحيان إلى وقت لتصبح باردة عندما تتعثر أو ترتفع درجة حرارتها.

التطبيقات

تشمل تطبيقات المرحلات الحرارية ما يلي.

• يستخدم التتابع الحراري في الحماية من الحمل الزائد للمحرك.
• هذا جهاز وقائي مصمم بشكل أساسي لقطع الطاقة بمجرد أن يستخدم المحرك الكهربائي تيارًا إضافيًا لفترة طويلة من الوقت.
• هذه المرحلات مفيدة في حماية الأجهزة الكهربائية والمحركات والمحولات من ارتفاع درجة الحرارة.
• تم تصميم هذا المرحل بشكل أساسي لحماية التطبيقات المعتمدة على التيار من خلال ظروف بدء التشغيل العادية ضد الزيادات العالية غير المسموح بها في درجة الحرارة نتيجة لفشل الطور أو الحمل الزائد.
• هذه هي الأجهزة الكهربائية الواقية المستخدمة بشكل أساسي للحماية من الحمل الزائد للدوائر والأجهزة الكهربائية.
• يستخدم هذا بشكل أساسي في محركات DC ذات التصنيف المنخفض للإنتاج والمحركات الحثية ذات القفص السنجابي ذات الجهد المنخفض.
• يتم استخدام هذه المرحلات في دوائر بدء تشغيل المحرك لتجنب استخدام المحرك للتيار الشديد الذي يشكل خطورة كبيرة على عزل المحرك.
• هذه المرحلات تتجنب تلف المحرك وتحافظ أيضًا على عمل المعدات لفترة طويلة جدًا.
• يستخدم هذا التتابع في محرك DC مع معدل إخراج منخفض ومحرك تحريضي قفص السنجاب بجهد منخفض.

وبالتالي ، هذه نظرة عامة على الحرارية التتابع - العمل مع التطبيقات. هذه المرحلات عبارة عن أجهزة كهربائية واقية تستخدم بشكل أساسي للحماية من الحمل الزائد للمحركات الكهربائية والمعدات الكهربائية والدوائر الكهربائية. إليك سؤال لك ، ما هي وظيفة المرحل؟